Города по всему миру постепенно опускаются из-за того, что выкачивают воду из подземных резервуаров слишком быстро. В Джакарте, столице Индонезии, некоторые районы уходят вниз более чем на десять сантиметров в год. Правительство уже задумалось о переносе города в другое место.
Приморские города можно поднять на «водяном лифте», чтобы спасти от затопления Мировым океаном
В 21 веке многие прибрежные города окажутся под водой. Причина не только в том, что уровень океана поднимается. Города сами опускаются вниз, потому что слишком быстро расходуют подземные воды. Можно ли обратить этот процесс?
Наводнение в Венеции: иллюстративное изображение. Источник: Flickr, CC2.0.
Содержание
В Китае 15-миллионный Тяньцзинь тоже быстро проседает: если этот процесс не остановится, то к 2120 году 15% зданий окажутся в воде. Подобные тенденции наблюдаются везде, от США до Ирана и Новой Зеландии, где подземные воды откачивают быстрее, чем те успевают восполняться.
Мы живем на пузырях, наполненных водой
Многие города построены над естественными подземными резервуарами — водоносными горизонтами. По сути, они стоят на пузырях с водой, объясняет в статье для Conversation Джесси Кирс, научный сотрудник в области наук о Земле Университета Виктории в Веллингтоне. Когда воду откачивают, пузырь сжимается.
Для удаленных от моря городов это не так страшно, хотя и может теоретически вызвать землетрясения и провалы земли. А вот прибрежные города становятся очень уязвимыми перед лицом повышения уровня моря, вызванного изменением климата.
Продолжение ниже
Видео
Продолжение
Города можно поднять. Но насколько быстро?
«Наше новое исследование показало, что процесс (опускания грунта) может быть обратимым: при пополнении запасов подземных вод города могут вновь подниматься», — пишет ученый. Влияние откачки подземных вод на оседание грунта хорошо изучено, и власти некоторых городов уже превратили управление подземными водными ресурсами в главную стратегию борьбы с угрозой затопления.
Но исследование также выявило неожиданный фактор: оказалось, что разломы в земной коре влияют на то, как быстро может подниматься уровень земли.
«Оставалось неясным, как поведет себя грунт под городом, если в течение долгого времени восстанавливать водоносный горизонт, — пишет он. — Поднимается ли поверхность земли равномерно, или же процесс протекает сложнее?»
На деле, водоносный слой напоминает губку, которая сжимается при осушении.
Осака как природная лаборатория
Один из главных мегаполисов Японии за период с 1920-х по 1960-е годы просел вниз примерно на 2 метра из-за интенсивной откачки подземных вод на нужды горожан. Уровень грунтовых вод при этом упал значительно больше, на величину до 30 метров.
Затем японское правительство ввело строгие ограничения на использование подземных вод. Десятилетиями их уровень постепенно восстанавливался, а ученые с 1985 года следили за этим с помощью 44 наблюдательных скважин, уходящих на глубины до 500 метров.
Результаты впечатляют. На территории агломерации, в которой живут 15 миллионов человек, поверхность земли довольно быстро поднимается. Средняя скорость «лифта» — около четырех миллиметров в год, а в отдельных местах до 12 миллиметров в год. Уровень подземных вод также неуклонно растет — до одного метра в год. Там, где уровень воды повышался быстрее, там и подъем земной поверхности идет интенсивнее.
Более 10 городов и поселков России могут оказаться под водой при нынешних прогнозах на подъем Мирового океана. Среди них — Сестрорецк, Азов и Керчь. Частично затопленными окажутся Ростов-на-Дону, Адлер и Санкт-Петербург.
Разломы земной коры — естественные плотины
Порой скорость подъема земли сильно отличалась буквально в соседних кварталах, рассказывает исследователь. Изучив картину, они пришли к выводу, что зоны быстрого и медленного роста образуют узкие коридоры, тянущиеся через весь город. Причем они практически идеально совпадают с известными тектоническими разломами.
Разломы — это трещины в земной коре. Именно на них чаще всего происходят землетрясения. Но в этом случае они сыграли роль барьеров, рассекающих водоносный горизонт. Они удерживали воду, блокируя ее движение по горизонтали. Вода скапливается с «верховой» стороны разлома: дальнейшее ее продвижение затруднено, что способствует более быстрому восстановлению уровня подземных вод. Но, как следствие, с «низовой» стороны процесс протекает медленнее.
Ученый не дал простого рецепта, как властям городов использовать выводы, полученные при изучении опыта Осаки. Исследование помогает лучше понять и спрогнозировать, как будут происходить изменения. Но суть понятна: знание о том, на какой подушке стоит тот или иной город, поможет его спасти в 21 веке и в более отдаленном будущем. А отправной точкой должно стать бережное отношение к подземным водным ресурсам.
Загружаем